Das elektronenmikroskopische Bild der Zelle
- 1) Zellmembran: Abgrenzung und Austausch
2) Centriol (Mikrotubuli): Organisation der Zellteilung
3) Zellplasma: Grundmasse
4) Dictyosom/Golgi-Apparat: Zelldrüse, Herstellung von Chemikalien
5) Endoplasmatisches Reticulum: Transportsystem;Raues ER: Synthese von Proteinen für den Export
6) Ribosom: Herstellung von Proteinen
7) Mikrotubuli: Zellskelett, Bau der Teilungsspindel
8) Nucleolus: Synthese der Ribosomen
9) Lysosom: Verdauung von Fremdstoffen
10) Zellkern: Steuerzentrum, Erbinformation
11) Mitochondrium: Zellatmung/Energiebereitstellung/Kraftwerk
12) Glattes ER: Synthese fettartiger Substanzen und Einhüllung des Zellkerns
- Die Auflösungsgrenze eines Mikroskops hängt (annäherungsweise) von der Wellenlänge des Lichts und von der numerischen Apertur des Objetivs ab: Während Lichtwellen eine Wellenlänge von 400–800 nm haben, haben Elektronenstrahlen Wellenlängen von bis zu 0,001 nm. Da Elektronen magnetisch beeinflussbar sind, kann man durch entspwww.sofatutor.com/klett/6crechend konstruierte Magnete den Elektronenstrahl ähnlich beeinflussen wie den Lichtstrahl durch Linsen. Aus technischen Gründen liegt das Auflösungsvermögen des EM „nur“ bei etwa 2 nm. Das ist immerhin 1000fach höher als beim Lichtmikroskop.
- Farbige Bilder sind immer nachkoloriert. Das Elektronenmikroskop liefert nie farbige Bilder.
Wissenteil:
Die Zelle ist kompartimentiert – sie ist in viele kleine, miteinander kommunizierende Reaktionsräume mit spezifischen Aufgaben unterteilt. Mit dem Elektronenmikroskop kann man eine Grundsubstanz erkennen, in die Organelle und andere Einschlüsse eingebettet sind:
- Der Zellkern (Nucleus) ist durch die Kernmembran abgegrenzt. Die Kernmembran ist Teil des Endoplasmatischen Reticulums. Die Kernporen ermöglichen den Austausch von Substanzen zwischen dem Zellkern und dem Cytoplasma. Mindestens ein Nucleolus (Kernkörperchen) ist im Kern vorhanden. Hier werden bestimmte RNA Moleküle und Proteine gebildet, aus denen die Ribosomen bestehen. Chromosomen sind beim Arbeitskern (Interphasekern) auch mit dem Elektronenmikroskop nicht zu unterscheiden. In gefärbten Präparaten ist das Chromatin, eine fädige Struktur in der Grundmasse, zu erkennen.
Den Bereich der Zelle außerhalb des Zellkerns nennt man Zytoplasma (Cytoplasma). Zu ihm gehören folgende Strukturen und Organellen:
- Die Zellmembran umgibt das Protoplasma und kontrolliert den Stoffaustausch zwischen der Zelle und ihrer Umgebung.
- Mitochondrien sind kleine Organellen, die in großer Zahl vorkommen. In ihnen läuft die Zellatmung ab.
- In Pflanzenzellen gibt es Plastiden, die Stärke bilden und speichern können. Die chlorophyllhaltigen Chloroplasten sind die Orte der Photosynthese.
- Der Golgi-Apparat dient der Sekretion. Er besteht aus mehreren Dictyosomen, das sind Stapel abgeflachter Membransäckchen oder Zisternen, von denen randlich kleine Bläschen abgeschnürt werden. Der Golgi Apparat nimmt die im endoplasmatischen Reticulum gebildeten Moleküle auf, verarbeitet sie weiter und transportiert sie in abgeschnürten Vesikeln an verschiedene Stellen in der Zelle oder zur Plasmamembran.
- Ein System von Doppelmembranen, das endoplasmatische Reticulum (= ER) durchzieht das Zellplasma. Man kann das glatte ER vom rauen ER unterscheiden: auf dem rauen ER sitzen Ribosomen, an denen Proteine hergestellt werden. In den Membranen des ER finden viele Stoffwechselprozesse statt, hier werden die Bausteine der Plasmamembran gebildet.
- Kleine Körnchen, die Ribosomen, sitzen auf dem ER oder frei im Plasma. Sie sind Orte der Proteinsynthese.
- Das Zytoskelett ist ein System aus Proteinen. Es bildet ein Gerüst für die Form und die Organisation der Zelle und verankert die Organellen. Das Zytoskelett wird laufend neu zusammengesetzt. Seine wichtigsten Bestandteile sind drei verschiedene Arten von Proteinfasern: Mikrotubuli, Actinfilamente und Intermediärfilamente. Mikrotubuli und Actinfasern sind für Bewegungen verantwortlich, z.B. für die Bewegungen im Zusammenhang mit der Zellteilung.
- In tierischen Zellen sitzen Centriolen in der Nähe des Kerns, sie organisieren die Zellteilung.
- Viele Zellen besitzen auf ihrer Oberfläche biegsame „Härchen”, die Cilien (Wimpern) und Geißeln (Flagellen); in deren Inneren befindet sich ein Bündel aus Mikrotubuli, das regelmäßige Biegebewegungen ausführt.
- Vakuolen sind flüssigkeitsgefüllte Räume, die durch eine besondere Membran gegen das Zellplasma abgegrenzt sind.
- Lysosomen enthalten Enzyme für den Abbau vieler Substanzen.
- Peroxisomen dienen dem Abbau der aggressiven Verbindung Wasserstoffperoxid.
- Die meisten Pflanzen und Pilzzellen sind von einer widerstandsfähigen Zellwand umgeben, die Polysaccharidfasern enthält. Bei höheren Pflanzen bestehen diese Fasern vorwiegend aus Cellulose, bei den meisten Pilzen aus Chitin. Die Zellwand liegt außen an der Plasmamembranan; sie verleiht der Zelle ihre feste Form, ermöglicht den Turgor und schützt sie vor mechanischer Beschädigung.
